Nitrox

Nitrox2me partiePierre GoulaieffMF1 13251Nautilus

Remerciementshttp://csmp.plongee.free.fr/

Utilitaires : http://www.seahorsediveclub.co.uk/utilities.htm

Nitrox simple

les effets physiologiques de l'oxygne

les lments de physique pour les plongeurs Nitrox

le matriel du plongeur Nitrox

Nitrox confirmPrsentation qualification Nitrox confirmRappelsProfondeur plancherProfondeur quivalenteConsommationPaliers au Nitrox et lOxygneLe Nitrox en pratiqueHorloge OxygneToxicit pulmonaireStation de gonflage NitroxRecycleur

Objectifs du Nitrox confirmMlanges Nitrox (21% 99%) et Oxygne pur en dcompression

Planifier sa plonge en fonction de son mlange

Calculer ses mlanges en fonction de sa plonge

Savoir calculer les indices de toxicits de lO2

Savoir utiliser les tables Nitrox et les ordinateurs multi-mlanges

valuer les limites du nitrox pour optimiser son utilisation

Nitrox Simple Vs Nitrox Confirm%O2 Nitrox Simple% O2 Nitrox Confirm0%De 21% 40%100%0%De 21% 100%50%FONDDECOFOND

AvantagesMoins dAzote une scurit accrue

Nitrox en mlange fond (21% 50% O2)

Nitrox en dcompression (>50% 100% O2) Indispensable lors des plonges Trimix

InconvnientsRisques supplmentaires lis lOxygne :crise hyperoxiquetoxicit pulmonaire de lO2Procdures plus strictes (planification)

Configuration plus lourde (dco)

Matriel spcifique si le mlange est suprieur 40% d O2

Toxicit de lOxygne : RappelLoxygne devient Toxique si elle dpasse un certain seuil, pouvant entraner des troubles :

Neurologiques : la crise Hyperoxique ou Effet Paul BERT

Pulmonaires : toxicit Pulmonaire de loxygne ou effet Lorrain SMITH

La crise Hyperoxique ou Effet Paul BERTCauses

Pp O2 suprieure 1,6 bar

Temps dexposition trop important des PpO2 leves

Symptmes

Troubles visuels (rduction du champ visuel, points lumineux) Troubles auditifs (bourdonnements, sifflements, sons de cloches) Contractions involontaires des muscles de la face (lvres et paupires)

Les 3 phases de la crise Ne jamais dpasser une Pp O2 de 1,6 b et prfrer une Pp O2 infrieure

Limiter la dure de plonge cette Pp O2

Ne jamais dpasser la profondeur plancherPrvention :

Toxicit Pulmonaire de loxygne ou effet Lorrain SMITHCausesTemps dexposition trop important des Pp O2 > 0,5 bar 1 barSymptmesIrritation au niveau du sternumToux scheDouleur en inspiration force ou de grande amplitudeExposition prolonge, dommages pulmonaires irrversibles peuvent se produire

Prvention Limiter la dure de plonge cette Pp O2:

Dalton : pression partielle dun gaz ?Pp Gaz = pression mlange x % GazNotations : Air 21 % O2 et 79 % N2Pp GazP% gaz

Dalton : exemple (rappel)Quelle est la PpO2 quand on respire lair 37 mtres ?Quel est le mlange Nitrox optimal si on se donne une PpO2 maxde 1,4 bar la profondeur de 26 mtres ?PpO2 = 4,7 x 0,21 = 0,98 barFraction du mlange = 1,4 = 0,38 3,6Soit un mlange Nitrox 38

Profondeur plancher : rappelOn a un mlange Nitrox 32 et on ne veut pas dpasser 1,4 bar dePpO2 en plonge. Quelle est la profondeur maximale dutilisationde ce mlange ?Pression ambiante = 1,4 = 4,38 bar 0,32Soit une profondeur maximale de 33,8 mtres En pratique, par scurit : 33 mtresProfondeur maximale ne pas dpasser en fonction du mlange et de la PpO2 max

Profondeurs plancher

Profondeur Air quivalente : rappelCest la charge dAzote qui est le facteur critique de la dcompression Paliers Air+ Dure de la plonge

Profondeur Air quivalenteCest la profondeur laquelle on trouve la mme pression partielle dAzote lorsque lon plonge lairOn plonge 30 mtres avec un Nitrox 40/600,6 x 4 = 2,4bMaintenant on recherche quelle pression nous avons 2,4 barde PpN2 avec de lAir0,79 x PabsAIR EQU PabsAIR EQU =PpN2 =PpN2 AIR = 2,4 = 3,04b0,79 ProfondeurAIR EQU = 20m = 2,4b

Profondeur Air quivalenteProfondeurAir quivalente+ Dure de la plongePaliers NitroxTablesAirPression Air quivalente = Pabs X %N2 (du nitrox) 0,79

Profondeur Air quivalenteA laide des tables Air, calculer les paliers ventuels dune plonge au Nitrox 40 29 mtres durant 47 minutes. PpO2 max = 1,6 barProfondeur plancher 30 mtres

Profondeur Air quivalente PAIR EQU = 3,9 x ( 0,6 ) = 2,96 bar0,79 Profondeur = 19,62 mtresComparaison entre Nitrox et Air

Paliers Nitrox Table air (50min@20m) 4 min @ 3 mtres

Comparaison lAir :Paliers Air Table air (50min@30m) 3min@6m + 36min@3m

Consommation & AutonomieDurant une plonge, en profondeur fixe et en dplacement normal Prendre la pression sur le manoNager 10 minutes, et noter la diffrence de pression PConsommation : P Il faut tenir compte de la profondeur 10 min Volume dair de la bouteille : Qgaz = P x Volume bloc PabsConsommation = P/min x Volume bloc Pabs

A une profondeur de 20 mtres, aprs 10 minutes de nage, on note une diffrence de pression P = 35 bar. Consommation ?Conso = P/10min x V bloc = 17,5 L/min PabsEVITER LES PANNES DAIR

Consommation & AutonomieMariotte : P x V = constanteUn plongeur consomme 18L/min, il part plonger 40 mtresdurant 30 minutes. Aura-t-il suffisamment dair avec un blocde 12L @ 200 bar ? La rserve est fixe 70 bar. On nglige la consommation inter-palier.30 min @ 40 m Pabs=5bar x 18 x 30 = 2700 L4 min @ 6m Pabs =1,6bar x 18 x 4 =115,2 L28 min @ 3m Pabs =1,3bar x 18 x 28 = 655,2 L

3470,4 L >> 12 x (200 70) = 1560 L

Palier lOxygne purAvantages : Meilleur dcompression : scurit

Rduction des temps de paliers de 2/3 (si >= 5minutes sinon 5 minutes incompressibles) 1 5 lO2 6 5 lO2 7 5 lO235 24 lO2

Inconvnients : Paliers compris entre 3 et 6 mtres maximum

- Bouteille Pony encombrante

Palier lOxygne purLa dure de chacun des paliers l'oxygne pur est gale aux deux tiers de la dure du palier donn parles tables MN90 arrondie la minute suprieure.

Cette rduction n'est applique que si la dure totale du palier l'oxygne pur est suprieure ou gale 5 minutes. Calculer lheure de sortie et le GPS dune plonge de 25 min @ 48 mtres, les paliers se feront lOxygne pur. 25 min @ 48 mtres a7 min @ 6 mtres lair a7x2 = 5 min 3 a30 min @ 3 mtres a 2 x 30 = 20 minutes 3HS = t + 25 + 5 + 20 + 4 = t + 54 minEffectuer ses paliers lO2 ne modifie pas le GPS

Paliers au NitroxEffectuer ses paliers au Nitrox ne modifie pas le GPSLe mlange Nitrox 50 est le plus souvent utilis:

- Plus de scurit par rapport un mlange < 50%

Bon rendement en dcompression par rapport lO2 pur

- Profondeur plancher = 22 mtres >> 9 mtres (O2)

Palier Nitrox & OxygneProcdure de changement de mlange Le mlange de dco est analyser 2 fois avant la plonge.

Au palier, les plongeurs se stabilisent et se font face

Sur un signe convenu lavance, le premier plongeurouvre sa bouteille relais, vrifie la pression et test le dtendeur. Il attend lautorisation de son partenaire

Lautre plongeur vrifie que la profondeur est bonne et que son binme utilise la bonne bouteille. Il lui fait signe pour passer sur la bouteille de dco

Le plongeur passe sur la bouteille de dco. Aprs quelques respirations, il fait signe que tout va bien (OK) et les rles sont inverss.

Nitrox confirmBouteille Pony

Paliers

Mesure de son mlange

Identification de sa bouteille

Le TOGOCargo, voile et vapeur de 76 m de long, construit en 1882 est baptise "Ville de Valence". Il est coul le 12 mai 1918, par une mine allemande, dans la baie de Cavalaire. .

Plonge lair (Suunto Vyper) : Plonge l'air (Suunto Vytec): Possibilit de diminuer le palier ou d'augmenter la scurit.Bloc dcompression Nitrox 78 % : Saturation limite des compartiments moyens.Purge par les compartiments rapides. Saturation rsiduelle moindre.

Horloge OxygneDpassement de la Pp O2 de 1,6 bar& Temps dexposition trop important des PpO2 levesPour se prmunir de la toxicit neurologique :crise hyperoxique (effet Paul Bert)

Lorganisme NOAA (National Oceanic & Athmospheric Administration) Agence Nationale Amricaine pour la gestion de lenvironnement marin (en France IFREMER)

Prconise lutilisation dun compteur qui accumule les effets de lO2 sur le systme nerveux central : compteur SNCIn english in the text : Central Nervous System Clock

Horloge SNC : de 0% la surface 100%

Le tableau NOAA donne les temps dexposition limite selon la PpO2 :Avec une PpO2 = 1,6 bar nous ne devons pas passerplus de 45 minutes.

A cette limite, on dit que le compteur du Systme Neurologique Central ou SNC atteint une toxicit neurologique de 100 %

la crise hyperoxique peut se produireCombien de temps pouvonsnous rester sur un fond de 25mavec un Nitrox 40 ? PpO2 = 1,4b 150 minutesHorloge Oxygne

Pourcentage dHorloge Oxygne accumul par minute en fonction de la PpO2Pour des profils de plonge complexes (multimlanges et multi profondeurs) :

On dcoupe la plonge en section de valeurconstante de PpO2, on additionne ensuite les%SNC pour connatre la valeur finale.Horloge Oxygne

Ppo20.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6%SNC/min0,140.180.220.280.330.420.470.560.650.832.22

TempsHorlogeSNC %100%Profil de la plongeProfondeurHorloge Oxygne

Nitrox 40/60, pour 10 minutes de plonge @ 13 mtres :

PpO2 = 2,3 x 0,4 = 0,92 bar Lecture du % SNC dans le tableau : en prenant en entre la PpO2suprieure ou gale 0.92 : 1.0 %SNC/min = 0.33

% SNC = 0.33 x 10 = 3.3 %Comment utiliser ce tableau ?Horloge Oxygne

Ppo20.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6%SNC/min0,140.180.220.280.330.420.470.560.650.832.22

Nitrox 40/60, pour 45 minutes de plonge @ 30 mtres :

PpO2 = 4 x 0,4 = 1,6 bar Lecture du % SNC dans le tableau : en prenant en entre la PpO2suprieure ou gale 1.6 : 1.6 %SNC/min = 2.22% SNC = 2.22 x 45 = 99.9 % 100%Horloge Oxygne

Ppo20.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6%SNC/min0,140.180.220.280.330.420.470.560.650.832.22

Respecter un intervalle de surface de 45 min si un SNC de 50% 80% est atteint aprs une plonge. De 80% 99%, on respectera un intervalle d'au moins deux heures. Arriv 100%, l'intervalle sera de 12 heures. Horloge Oxygne

Calcul de lvolution du compteur SNC pour le profil de plonge suivant :DurePpO2%SNCMlangeN32N50301100.50.5236m6m4.5mPabsHorloge Oxygne

Calcul de lvolution du compteur SNC pour le profil de plonge suivant :DurePpO2%SNCMlangeN32N50301100.50.5236m6m4.5m0.990.510.480.720.61Pabs1.474.63.11.61.521.451.220.660.140.142.20.0924.928.13 %Horloge Oxygne

Toxicit pulmonaireEn plus de ses effets sur le Systme Nerveux Central, loxygne respir forte pression partielle, peut entraner une atteinte des tissus pulmonaires : dme, fibrose

Une UPTD est dfinie comme la dose toxique pulmonaire aprs avoir respir de lOxygne pur 1 bar de pression durant 1 minuteSuite aux nombreux relevs effectus sur les militaires, les Scientifiques et les plongeurs splo notion dUPTD En anglais dans le texte : Unit of Pulmonary Toxic Dose

In french in the text: Unit de dose toxique pulmonaireLes UPTD sont utilises en plonge ainsi quen mdecine hyperbare

1 UPTD = 1 bar dOxygne respir pendant 1 minuteLa valeur maximale admissible par jour en termedUPTD est fixe 1440 UPTD

Traitement avec 1 bar doxygne respir pendant 24 heures :

24h x 60 min x 1 UPTD/min = 1440 UPTD

En pratique, dans la plonge loisir : maximum de 625 UPTD par jourUne autre unit toxique est parfois utilise :OTU ou Oxygen Tolerance Unit quivalente lUPTD car base surles mesures de capacit vitale et la mme expression mathmatiqueToxicit pulmonaire

Nombre dUPTD accumules par minutes en fonction de la PpO2 Comment utiliser ce tableau ?

Quelle est la dose toxique pulmonaire accumule avec une PpO2 de 1,4 bar pendant 45 minutes ?PpO2 = 1,4b UPTD/min = 1,62

Aprs 45 minutes UPTD x 45 = 1,62 x 45 = 72,9 UPTDDomaine mdicalComme pour la table NOAAToxicit pulmonaire

Ppo20.50.60.70.80.91.01.11.2UPTD/min0,00.260.470.650.831.001.161.32

Ppo21.31.41.51.61.71.81.9UPTD/min1.481.621.781.932.072.222.36

Nombre dUPTD accumules par minutes en fonction de la PpO2

Aprs une plonge de 60 minutes sur un fond de 38 mtres, quelle sera la dose toxique pulmonaire accumule ? (Nitrox 32)A 38 mtres PpO2 = 4,8b x 0,32 = 1,54 bar

UPTD/min = 1,93 Aprs 60 minutes : 116 UPTD Aprs cette plonge, le plongeur peut prendre encore 1440 116, soit 1324 UPTD.

En cas daccident et de re-compression thrapeutique, la marge de manuvre des mdecins reste confortable.Toxicit pulmonaire

Ppo20.50.60.70.80.91.01.11.2UPTD/min0,00.260.470.650.831.001.161.32

Ppo21.31.41.51.61.71.81.9UPTD/min1.481.621.781.932.072.222.36

Prise en compte de la CNS par les ordinateurs

Fabrication par transvasementsi P < 100 bar : 5 bar/mnsi P > 100 bar : 3 bar/mn

Fabrication par flux continu

Fabrication par membrane semi-permable

Remplissage dune bouteille videExercice : gonflage dune bouteille 200 bar en obtenant un nitrox 36Pression dazote ajouterPpN2 = 200 x 0.64 = 128 barPression dair ajouterPabs = Ppgaz / %gaz = 128 / 0.79 = 162 barPression doxygne ajouter200 - 162 = 38 bar0 bar200 barNitrox 36nitroxairO2O2O2N2==Air=162bO2=38 b

Remplissage dune bouteille avec reliquat20 barNitrox 40200 barNitrox 28N28==N40O2AIRO2N2Pression dazote ajouterPpN2(2) PpN2(1) = (200x0.72) (20x0.6) = 132 bar122Pression dair ajouterPabs = Ppgaz / %gaz = 132 / 0.79 = 167 barPression doxygene ajouterP.O2 = P.N28 P.AIR P.N40 = 200 167 20 = 13 barVrification en cumulant les PpO2200x0.28 = 40x0.4 + 13x1 + 167x0.21 56 = 8 + 13 + 35

Recycleurune boucle respiratoire quipe d'un embout qui permet au plongeur de respirer. Les tuyaux qui entrent et sortent de l'embout, amnent l'air dans un "faux poumon" qui permet au plongeur d'inspirer et expirer. Et l'on a donc ajout cette boucle respiratoire un "absorbant de CO2" ou filtre, un produit chimique qui liminera le CO2 de la boucle respiratoire. Dans cette boucle on ajoute encore un systme permettant d'injecter de l'oxygne.

Et voil, vous avez un recycleur oxygne circuit ferm.

Recycleur : + / -AvantagesAutonomieConsommation de gaz rduiteSilenceDcompression optimiseChaud et humidePas de poumons ballastInconvnientsInvestissement levCot la plonge > circuit ouvertEntreiten complexe et longFiabilitPoids levPas de poumons ballast

Nitrox confirm

Planification dune plonge

Un plongeur Nitrox confirm, doit savoir planifier sa plonge. Dterminer la PpO2 max pour la plonge en fonction de la profondeur atteinteet du temps pass au fond.

Prendre des marges de scurits en fonction des conditions de plonge

Slectionner le meilleur mlange adapt la plonge en fonction des mlangesdisponibles.

Dterminer la profondeur plancher de la plonge

Dterminer la procdure de dcompression (tables Air ou Nitrox, ordinateur). Fairele choix du mlange de dcompression (Nitrox 50 ou O2).

Dcider la valeur de la rserve dans la bouteille au moment de la remonte

Prendre une marge de scurit et calculer la pression de demi-tour en fonctionde sa consommation

Choix de la PpO2 limite ?Se poser les questions concernant : Froid ? Visibilit (sur et sous leau) ? Courant ? Ma dernire plonge remonte ? Forme physique et morale ?

1.6b1.3b Vers + de scurit

Choix du meilleur mlange ? En anglais : BEST MIX% Best Mix = 100 x PpO2 MAX Pamb

Quel est le meilleur mlange pour une plonge 30 mtres avec une PpO2 max de 1.3 bar ?

% Best Mix = 100 x 1.3 = 32.5 % Nitrox 32 % 4Profondeur plancher = 30 m

Choix de la table de dcompression ? Utiliser une table lair sans modification : on ignore que lon respire du Nitrox dco selon la table air Scurit

Table air + calcul de la profondeur quivalente avant la plonge

Table Nitrox

Ordinateur Nitrox Calcul des indices de toxicit oxygne : horloge O2 & UPTD

Rgles sur les consommationsConnatre le droulement de sa plonge Rgle des tiers : 1/3 de la pression bouteille pour laller 1/3 de la pression bouteille pour le retour 1/3 de la pression bouteille en rserve par mesure de scurit

Deux plongeurs se mettent leau avec 180 bar dans leurs bouteilles. Dterminer la pression de demi-tour et la pression de rserve la sortie.Pression de demi-tour = Pression aprs le 1er tiers consomm 180 180/3 = 120 bar. Rserve en sortie : 180/3 = 60 bar

Un plongeur veut faire une plonge sur une pave 32mtres de fond. Il veut une PpO2 maximale de 1.3 bar. Quel est le mlange Nitrox idal ?Finalement, le seul mlange disponible est un Nitrox 32%. Quelle sera la profondeur plancher, avec 1.5 bar de PpO2 max ?PpO2 max = PABS x %Nitrox Mlange = 100 x PpO2 max = 30,95% PABSPar scurit 30 % profondeur plancher = 33,33 mtresPABS plancher = PpO2 max = 4,69b profondeur plancher = 36m %Nitrox

Scurit ok : 36 mtres >> 32 mtres de fond

Calculer sa profondeur quivalente Air ? Nitrox 32 Profondeur = 32 mtresIl prvoit 40 minutes de plonge sur un fond de 32 mtres. Il choisit de faire ses paliers au Nitrox 50%. Paliers ? GPS ? (table IANTD 32 vitesse 9m/min)PpN2NITROX = PABS x %N2 NITROX = 2,85bPpN2 AIR = 2,85b = PABS EQU x % N2 AIRProfondeur EQU = 27 mtres40min @ 33m +3min (remonte au 1er palier) +2min @ 6m + 0,5min (remonte au 2me palier) + 13min @ 4,5m +0,5min (remonte la surface) = 1 heure

GPS = G

Quelle est la valeur de son horloge Oxygne en sortie de plonge ? Sjour au fond au N32 : 40 min + 3 min = 43 minPpO2 = 1.34 %SNC/min = 0.65 DoseA = 0.65 x 43 = 27.95%

Palier 6m au N50 : 2,5min PpO2 = 0.8 %SNC/min = 0.22 DoseB = 0.22 x 2,5 = 0.55%

Palier 4.5m au N50 : 13,5min PpO2 = 0.725 %SNC/min = 0.22 DoseC = 0.22 x 13,5 = 2.97%

Horloge Oxygne = DoseA + DoseB + DoseC = 31.47%

Et sa dose toxique en terme dUPTD ?Sjour au fond au N32 : 40 min + 3 min = 43 minPpO2 = 1.34 UPTD/min = 1.62 DoseA = 1.62 x 43 = 70

Palier 6m au N50 : 2,5min PpO2 = 0.8 UPTD/min = 0.65 DoseB = 0.65 x 2,5 = 2

Palier 4.5m au N50 : 13,5min PpO2 = 0.725 UPTD/min = 0.65 DoseC = 0.65 x 13,5 = 9

UPTD = DoseA + DoseB + DoseC = 81

Pour son mlange N50, il utilise une bouteille Pony de6L @ 100b. Sachant quil consomme la surface 18L/min, indiquer la pression rsiduelle de la bouteille Pony aprs ses paliers ?Palier 6m au N50 : 2,5min Quantit dO2 = 18 L/min x 2,5min x PABS= 45L x 1,6 = 72L

Palier 4.5m au N50 : 13,5min Quantit dO2 = 18 L/min x 13,5min x PABS= 243L x 1,45 = 352L

Quantit dO2 paliers = 425L

3h10 aprs sa sortie de leau, notre plongeur plonge 30 mtres au N38 avec une PpO2 = 1,6b. Profondeur plancher ?PABS plancher = PpO2 max = 4,21b profondeur plancher = 32m %NitroxCalculer la majoration pour la 2me plonge 30m de profondeur. Le plongeur na pas les tables IANTD 38 MN90GPS 1re plonge = G 3h00 Azote rsiduel = 0,91Profondeur quivalente Air :PpN2NITROX = PABS x %N2 NITROX = 4 x .62 = 2,48bPpN2 AIR = 2,48b = PABS EQU x % N2 AIRProfondeur EQU = 22 mtres

Majoration : Azote rsiduel 0,92@22m = 12 minutes

Il plonge 30 minutes 30 mtres. Palier lO2 ?Table MN90 : Profondeur quivalente air = 22 mtresDure de la plonge = 30min + 12 minPalier table = 7min @ 3 mtres Palier O2 = 5 minutesvolution du %SNC ?%SNC sortie de 1re plonge = 32 % aprs 03h00 9%

Sjour au fond au N38 : 30 min + 3 min (inter palier) = 33 minPpO2 = 1.52 %SNC/min = 2.22 DoseA = 2.22 x 23 = 73.26%

Palier 3m lO2 : 5,5min PpO2 = 1.3 %SNC/min = 0.56 DoseB = 0.56 x 5,5 = 3.08%%SNC = 9 + 72 + 4 = 85%

Fin

Moins dAzote qu lair la mm profondeur => on se charge moins de Azote En augmentant la pression partielle de l'oxygne respir se forment des tres chimiques assez simples que l'on appelle des radicaux libres. Ils sont instables chimiquement (ils n'ont pas une case en moins mais un lectron en trop) et vont avoir tendance arracher ou cder des lectrons leur environnement chimique, donc avec les cellules actives de notre systme nerveux. Bien sr, la biologie fait bien les choses et le corps dispose de moyens dfensifs contre ce type de pervers, mais lorsque la pression partielle d'O2 augmente, le nombre de radicaux libres fait de mme jusqu' dborder les mcanismes de rgulation

Attention : si on choisit le Nitrox 40 profondeur plancher (ppO2max de 1,4b) = 25 mtres !

Documents

Nitrox